一種用聚四氟乙烯和纖維布制成的復(fù)合板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及聚四氟乙烯復(fù)合材料領(lǐng)域，具體涉及一種用聚四氟乙烯和纖維布制成的復(fù)合板。
【背景技術(shù)】
[0002]聚四氟乙烯是一種性能非常優(yōu)異的工程塑料；由于聚四氟乙烯有一定的機(jī)械強(qiáng)度、且具有較好的耐高低溫性、化學(xué)穩(wěn)定性、不粘性、不燃性、電絕緣性、以及低摩擦系數(shù)，因此聚四氟乙烯已經(jīng)廣泛應(yīng)用于化工防腐行業(yè)和橋梁公路領(lǐng)域，聚四氟乙烯的發(fā)展前景及其可觀。
[0003]聚四氟乙烯的耐化學(xué)腐蝕性極強(qiáng)，強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和有機(jī)溶劑等化學(xué)試劑均不會(huì)對(duì)聚四氟乙烯產(chǎn)生任何作用。聚四氟乙烯能耐O?100%沸騰的氫氟酸，在王水中也安然無(wú)恙，有“塑料王”之美稱。
[0004]聚四氟乙烯的摩擦系數(shù)極低，通常不受有無(wú)潤(rùn)滑劑存在的影響，聚四氟乙烯與聚四氟乙烯之間的摩擦類似于冰塊之間的摩擦，靜摩擦系數(shù)是塑料中最小的，所以廣泛應(yīng)用于橋梁支座和高架公路滑塊上。
[0005]聚四氟乙烯有良好的耐候性，將0.1毫米厚的聚四氟乙烯經(jīng)室外曝露六年多，其外觀和機(jī)械性能均無(wú)明顯變化，足見(jiàn)其有良好的耐老化性能。
[0006]聚四氟乙烯屬于非極性塑料，不粘性是其他材料所不能比擬的，元素(F)活性很大，但它一旦和其他元素化合就變成十分穩(wěn)定的化合物，氟在所有元素中電負(fù)性最高，在氟樹(shù)脂中由于C-F鍵距短，所以很穩(wěn)定，鍵能高達(dá)105.4千卡/摩爾，但由于它的表面張力非常小，吸引其它物質(zhì)的力很弱，加上聚四氟乙烯分子中的C-C鍵完全被C-F鍵所遮蔽，所以它具有突出的不粘性。目前世界上尚未發(fā)現(xiàn)任何粘接劑可以將未經(jīng)特殊處理的聚四氟乙烯與其他材料粘接在一起，這是國(guó)內(nèi)外氟塑料專家一致公認(rèn)的，所以，聚四氟乙烯的應(yīng)用受到了很大的局限性。因此，要使聚四氟乙烯與其它材料粘接，必須對(duì)聚四氟乙烯進(jìn)行表面處理，或者通過(guò)特殊工藝將聚四氟乙烯加工成單面可粘性復(fù)合材料，否則無(wú)法粘接。
[0007]目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)聚四氟乙烯表面處理的方法常用的有五種:
[0008](I)用鈉-萘絡(luò)合液對(duì)聚四氟乙烯進(jìn)行化學(xué)腐蝕處理。鈉-萘絡(luò)合物分子中的鈉能破壞聚四氟乙烯C-F鍵，使F被分離出來(lái)，發(fā)生碳化，這種碳化了的表面能用粘接劑與其它物質(zhì)粘接。
[0009]但是，方法⑴會(huì)產(chǎn)生以下缺陷:
[0010]1、鈉物質(zhì)見(jiàn)水燃燒、甚至爆炸，進(jìn)而使得操作過(guò)程中危險(xiǎn)性較大、并且污染嚴(yán)重。
[0011]2、鈉萘處理液在配制和化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的有毒有害氣體會(huì)污染空氣，聚四氟乙烯經(jīng)鈉-萘處理后，要用水清洗表面殘液，這種腐蝕性極強(qiáng)的處理液會(huì)經(jīng)水管道流向江河湖泊造成水源污染，也會(huì)被土壤吸收造成土壤重金屬超標(biāo)，同時(shí)滲透到地下造成地下水源的污染。
[0012]3、經(jīng)鈉-萘處理的聚四氟乙烯與其它物質(zhì)粘接強(qiáng)度并不高，抗剪強(qiáng)度只有2Mpa左右，無(wú)論選擇多么優(yōu)質(zhì)的粘接劑，粘接強(qiáng)度都不高，粘接面脫落實(shí)際上是聚四氟乙烯碳化層脫落，它的粘接強(qiáng)度就是聚四氟乙烯處理后碳化層的附著強(qiáng)度。
[0013](2)將經(jīng)鈉-萘處理的聚四氟乙烯板材用粘合劑粘接在玻璃纖維布上，因?yàn)榻?jīng)過(guò)鈉萘處理后的聚四氟乙烯碳化面不易保存，見(jiàn)光，見(jiàn)空氣后，碳化面容易失效，將鈉-萘處理的聚四氟乙烯板材用粘合劑粘接在玻璃纖維布上，制成復(fù)合板材，可以解決聚四氟乙烯板材碳化面失效的問(wèn)題，它是鈉-萘處理后的聚四氟乙烯板材進(jìn)行再加工的產(chǎn)品，仍屬鈉-萘處理的范疇。
[0014](3)用鈷-60射線對(duì)聚四氟乙烯進(jìn)行輻射處理，破壞聚四氟乙烯表面C-F鍵，然后用苯乙烯單體接枝，這種經(jīng)輻射處理的聚四氟乙烯可以用粘接劑與其它物質(zhì)粘接，這種方法的初衷只是想對(duì)聚四氟乙烯表面進(jìn)行處理。但是，由于鈷-60射線輻射性極強(qiáng)，輻射量不容易控制，因此在處理過(guò)程中射線使聚四氟乙烯整體遭到了破壞，分子鏈被打斷，嚴(yán)格的講聚四氟乙烯已經(jīng)改性，很多優(yōu)異的特性也不存在了。
[0015]方法(3)存在以下缺陷:
[0016]1、鈷-60射線對(duì)人的危害極大；
[0017]2、產(chǎn)品質(zhì)量無(wú)法控制；
[0018]3、生產(chǎn)成本高。
[0019](4)將聚四氟乙烯原料壓制成棒料，高溫?zé)Y(jié)成型，將棒料車削成厚0.1毫米，寬5毫米至8毫米的薄膜帶，再將薄膜帶纏繞在金屬模具表面，纏繞到需要的厚度(大約3毫米?5毫米左右)，然后在已纏繞完畢的薄膜表面再纏繞聚全氟乙丙烯薄膜，再在聚全氟乙丙烯薄膜表面鋪設(shè)一層玻璃纖維布，最后在玻璃纖維布表面纏繞數(shù)層無(wú)堿玻璃纖維帶，形成半成品，將半成品放進(jìn)高溫爐中燒結(jié)，在高溫狀態(tài)下，聚全氟乙丙烯將聚四氟乙烯和玻璃纖維布粘接在一起，最后，冷卻出爐，拆卸無(wú)堿玻璃纖維帶，脫模，形成筒狀的成品，再將筒狀成品剪開(kāi)在平板模具上加溫加壓，整理成板材。這種制造方法生產(chǎn)的聚四氟乙烯復(fù)合板材，可以直接用粘接劑與其它物質(zhì)粘接。
[0020]方法⑷存在以下缺點(diǎn):
[0021]1、聚四氟乙烯原料加工成棒料要經(jīng)高溫爐燒結(jié)才能形成產(chǎn)品，將棒料車削成厚0.1毫米，寬5毫米?80毫米的薄膜帶，纏繞在金屬模具上，如果要纏繞成厚3毫米?5毫米的制品，需要纏繞30層至50層才能達(dá)到所需厚度，增加了工作時(shí)間。
[0022]2、薄膜纏繞完成后，要在表層纏繞聚全氟乙丙烯，玻璃纖維布，無(wú)堿玻璃纖維帶，再放進(jìn)高溫爐燒結(jié)。由于聚四氟乙烯薄膜在燒結(jié)過(guò)程中受熱膨脹系數(shù)很大，是鋼材的10倍左右，所以最外層的無(wú)堿玻璃纖維帶必須纏繞多層無(wú)堿玻璃纖維帶是一次性的消耗品，此制造方法會(huì)增加很大的生產(chǎn)成本，耗費(fèi)很多材料和工作時(shí)間
[0023]3、纏繞后的半成品放入高溫爐燒結(jié)，高溫爐采用電加熱，需要的功率很大，一臺(tái)2.5米X2.5米X2.5米(長(zhǎng)X寬X高)的高溫爐，加熱功率最少需要50kw?80kw以上，否則溫度升不到所需溫度。燒結(jié)時(shí)需將爐內(nèi)空氣加熱，空氣溫度慢慢傳給金屬模具和無(wú)堿玻璃纖維帶，再滲透到聚四氟乙烯薄膜層，加溫?zé)Y(jié)時(shí)間至少需要10小時(shí)左右，燒結(jié)完成后，關(guān)電源，高溫爐自然冷卻到常溫才能出爐，然后拆卸無(wú)堿玻璃纖維帶，脫模，再將筒狀體剪開(kāi)，在平板模具上加溫加壓整形成平板，此生產(chǎn)工藝繁瑣，需消耗大量電能和工作時(shí)間。
[0024]4、高溫爐燒結(jié)溫度需要400°C以上，接近聚四氟乙烯的分解溫度，才能使薄膜熔結(jié)成板材，否則薄膜之間會(huì)出現(xiàn)分層，高溫復(fù)燒后對(duì)聚四氟乙烯的性能有較大的破壞。
[0025]5、工藝要求相對(duì)比較高，高溫爐的升溫速度，保溫時(shí)間，溫度高低的控制很難掌握，所以正品率不尚，容易廣生次品和廢品。
[0026]綜上所述，方法(4)的缺點(diǎn)為:耗工，耗時(shí)，耗料，耗能源、生產(chǎn)周期長(zhǎng)、效率低、無(wú)法實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。例如生產(chǎn)一張長(zhǎng)6米，寬2米，厚3毫米的聚四氟乙烯玻璃纖維復(fù)合板需要2?3天才能完成(不包括金屬模具制作時(shí)間，不包括聚四氟乙烯薄膜帶加工時(shí)間)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0027]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本實(shí)用新型的目的在于提供一種用聚四氟乙烯和纖維布制成的復(fù)合板。本實(shí)用新型的生產(chǎn)周期較短，能源消耗較低，不僅對(duì)環(huán)境的污染、人體的危害均較低，而且制造過(guò)程比較簡(jiǎn)單，制造成本較低，制造時(shí)所需的人力資源較少。
[0028]為達(dá)到以上目的，本實(shí)用新型